Un Esquema de Control Híbrido MRAC-LQR Mejorado para la Regulación Robusta de Altitud y Actitud de Cuadricópteros
Autores: Alblooshi, Abdelrahman A.; Hafez, Ishaq; Dhaouadi, Rached
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Un Esquema de Control Híbrido MRAC-LQR Mejorado para la Regulación Robusta de Altitud y Actitud de Cuadricópteros
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Diseño
Análisis
Controlador adaptativo de referencia de modelo híbrido
Regulador cuadrático lineal
Vehículo aéreo no tripulado quadrotor
Perturbaciones
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta el diseño y análisis de un Controlador Adaptativo de Referencia Híbrido combinado con un Regulador Cuadrático Lineal (MRAC-LQR) para un vehículo aéreo no tripulado (UAV) tipo quadrotor, abordando los desafíos planteados por dinámicas no lineales, configuraciones subactuadas y sensibilidad a perturbaciones externas. Primero se desarrolla un esquema base de MRAC para garantizar un seguimiento estable bajo diferentes cargas útiles y perturbaciones del viento. El marco híbrido propuesto de MRAC-LQR en cascada incorpora acción integral para mejorar la precisión en estado estacionario, mientras preserva las leyes de actualización adaptativas originales. El rendimiento se compara con los esquemas de control MRAC-LQR y MRAC-PID en paralelo existentes. Los resultados de simulación en un modelo de quadrotor no lineal demuestran que el MRAC-LQR mejora significativamente la precisión de seguimiento y el rechazo de perturbaciones. Mientras que el MRAC-PID logra un error de seguimiento ligeramente menor a costa de un mayor esfuerzo de control, el MRAC-LQR ofrece transitorios más suaves y una mayor eficiencia de control.
Descripción
Este documento presenta el diseño y análisis de un Controlador Adaptativo de Referencia Híbrido combinado con un Regulador Cuadrático Lineal (MRAC-LQR) para un vehículo aéreo no tripulado (UAV) tipo quadrotor, abordando los desafíos planteados por dinámicas no lineales, configuraciones subactuadas y sensibilidad a perturbaciones externas. Primero se desarrolla un esquema base de MRAC para garantizar un seguimiento estable bajo diferentes cargas útiles y perturbaciones del viento. El marco híbrido propuesto de MRAC-LQR en cascada incorpora acción integral para mejorar la precisión en estado estacionario, mientras preserva las leyes de actualización adaptativas originales. El rendimiento se compara con los esquemas de control MRAC-LQR y MRAC-PID en paralelo existentes. Los resultados de simulación en un modelo de quadrotor no lineal demuestran que el MRAC-LQR mejora significativamente la precisión de seguimiento y el rechazo de perturbaciones. Mientras que el MRAC-PID logra un error de seguimiento ligeramente menor a costa de un mayor esfuerzo de control, el MRAC-LQR ofrece transitorios más suaves y una mayor eficiencia de control.